地下蕴藏的天然气
天然气与石油类似，主要赋存于地下的封闭地质构造中，部分与石油共存于同一储层，部分则独立分布。对于与石油共生的天然气，通常会与石油一同开采。而对于仅含天然气的储层，则被称为纯气藏。这类气藏的开采方式虽与石油开采有相似之处，但也存在显著差异。天然气密度较小（0.75～0.8 kg/m3），导致井底气柱压力相对较低；其粘度小，在地层和管道中的流动阻力也较小；同时，天然气的膨胀系数较大，因而具有显著的弹性能。基于这些特性，天然气通常采用自喷方式开采，其生产流程与石油生产的基本原理相似。然而，由于气井压力普遍较高，且天然气具有易燃易爆的特性，因此对采气井口设备的承压能力和密封性能要求远高于采油井口设备。
天然气开采具有其独特性。首先，天然气和石油的储层通常富含地下水或边际水。在天然气开发过程中，水体弹性能会驱动水沿高渗透带侵入气藏。在这种情况下，由于岩石本身的亲水性以及毛细管压力的影响，水的侵入往往无法有效置换气体，反而会形成气封，导致气体无法从裂缝、孔隙或间隙中逸出，形成死气区。这部分被水侵带中截留的高压气体比例可高达岩石孔隙体积的30%~50%，严重降低了气藏的最终采收率。其次，当气井出水后，进入井底的气流泄漏阻力将增大，沿井筒的气液两相上升管流的总能耗也将显著增加。
随着水侵影响的加剧，气藏的产气量逐渐下降，气井流量降低，单井产量迅速衰减，直至因井底严重积水而停产。目前，气藏水害治理主要从排水和堵水两个方面入手。堵水技术是通过采用机械堵水器、化学堵水剂等方法，将产气层与产水层隔离，或在储层内部构建隔水屏障。目前，排水技术种类繁多，其核心原理是将水通过竖井排至地面，专业术语称为排水采气技术。
小管排水采气技术的原理在于，软管直径越小，气体流速越快，液体的输送能力越强，当气体产量低于特定阈值时，井底不会积水。通过合理选择软管直径，可确保井底不发生积水现象。该方法适用于地层压力较高、采水初期产水量较低的气井。
泡沫排水采气技术则是通过软管或外壳将泡沫剂注入井中，泡沫剂在井底水中溶解形成气泡，不仅能降低液体的相对密度，还能将形成过程中产生的水与气流一同带出地层。该方法适用于地层压力较高、产水量相对较低的气井。
活塞气举式采气技术涉及将活塞引入软管中。下降时，活塞内的流道开启，活塞在自重作用下向下移动。当到达软管底部时，活塞内的流道自动关闭。由于活塞下侧压力大于活塞顶部压力，活塞开始向上移动，并将活塞上方的积水排出地面。到达油管顶部时，活塞内的流道自动开启，随后开始向下运动。通过活塞的往复运动，可连续排出积聚的液体。该方法适用于地层压力充足、产水量较大的气井。
深井泵排水采气技术则是通过使用深井泵、抽油杆和地面泵组控制井底压力，这些泵组被下放到井中，通过软管泵送水，实现室内采气。该方法适用于地层压力较低的气井，尤其适用于产水气井生产的中后期，但操作成本相对较高。
天然气的主要应用领域
1.天然气发电是缓解能源短缺、减少煤炭发电占比和降低环境污染的有效途径。从经济效益角度分析，天然气发电的单位装机容量投资较少、建设周期较短、电网电价较低，具有较强的市场竞争力。
2.在天然气化工领域，天然气是生产氮肥的最佳原料，具有投资低、成本低、污染小的特点。全球氮肥生产原料中，天然气的占比平均约为80%
3.城市燃气行业，特别是居民燃料。随着人们生活水平和环保意识的提升，大多数城市对天然气的需求大幅增长。天然气作为民用燃料的经济效益也优于工业燃料。
4.使用天然气替代石油的压缩天然气车辆具有价格低、污染少、安全性高的优点。
当前，人们的环保意识日益增强，全球对清洁能源的需求不断增加。各国政府还通过立法程序引导这一趋势。天然气一度被认为是最清洁的能源之一。此外，20世纪90年代中东的波斯湾危机加深了美国和主要石油消费国开发替代能源的决心。因此，在找到真正的替代能源之前，对天然气的需求自然会持续增长。